涂志標(biāo)，趙曉運(yùn)

( 臺(tái)州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，浙江臺(tái)州318000)

隨著現(xiàn)代加工業(yè)的深入發(fā)展，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控設(shè)備被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)的生產(chǎn)制造領(lǐng)域。數(shù)控銑床作為重要的精密加工設(shè)備，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的貢獻(xiàn)度也在不斷提高。XK714 數(shù)控銑床是某學(xué)院先進(jìn)制造中心的重要設(shè)備之一，在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)及產(chǎn)品試制過程中起著重要作用。數(shù)控銑床的軸向反向誤差(回差)對(duì)銑床的使用性能及精度有著重要的影響。根據(jù)多年XK714 數(shù)控銑床教學(xué)及設(shè)備維護(hù)實(shí)踐，分析了XK714 數(shù)控銑床的軸向反向誤差的形成原因及排除方法。

1 動(dòng)力輸入組件故障及排除

XK714 數(shù)控銑床傳動(dòng)絲杠的動(dòng)力輸入主要包括伺服電機(jī)和彈性聯(lián)軸器，如圖1 所示。首先，排除伺服電機(jī)是否異常，即將伺服電機(jī)與傳動(dòng)絲杠脫離，然后正反運(yùn)轉(zhuǎn)伺服電機(jī)。若檢測異常，則更換伺服電機(jī)，重新將伺服電機(jī)與傳動(dòng)絲杠接入，然后檢測銑床反向誤差故障是否消失。若故障仍然存在，則需排除彈性聯(lián)軸器是否異常。

圖1 輸入組件安裝示意圖

對(duì)于彈性聯(lián)軸器，首先檢查彈性聯(lián)軸器兩端的鎖緊螺釘是否松動(dòng)。若有松動(dòng)，擰緊鎖緊螺釘，然后開動(dòng)機(jī)床檢查故障是否消失。若故障仍然沒有消失，則檢查彈性聯(lián)軸器是否損壞:把機(jī)床調(diào)至手輪脈沖，慢慢手搖控制軸向運(yùn)動(dòng)手輪，如圖2 所示;如果彈性聯(lián)軸器兩端的鎖緊螺釘在鎖緊的情況下，操作數(shù)控機(jī)床手輪，伺服電機(jī)主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾珠絲杠不轉(zhuǎn)動(dòng)，則需更換彈性聯(lián)軸器;若伺服電機(jī)主軸和滾珠絲杠做同步轉(zhuǎn)動(dòng)，則彈性聯(lián)軸器完好無損，動(dòng)力輸入裝置無故障。若機(jī)床故障仍然存在，則需對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行故障排除。

圖2 聯(lián)軸器檢測示意圖

2 滾珠絲杠組件故障及排除

2.1 滾珠絲杠鎖緊螺母故障及排除

滾珠絲杠鎖緊螺母是用來固定滾珠絲杠的部件，其鎖合方式是利用材料本身的彈性，軸向鎖緊，強(qiáng)制鎖定，主要用于工作環(huán)境惡劣、螺母易于松脫等要求較高的場合，其鎖定能力為傳統(tǒng)螺母的3 倍以上。圖3 所示為XK714 機(jī)床的滾珠絲杠的安裝方式，滾珠絲杠兩端都有鎖緊螺母，鎖緊螺母的主要作用是控制滾珠絲杠做徑向運(yùn)動(dòng)，以保證機(jī)床運(yùn)行的精度。

圖3 XH714 機(jī)床的滾珠絲杠的安裝方式

檢測鎖緊螺母。拆除伺服電機(jī)和彈性聯(lián)軸器，圖4 所示為一端鎖緊螺母安裝示意圖，和鎖緊螺母相鄰有一個(gè)墊圈，墊圈的作用主要是固定軸承，防止軸承游動(dòng)。鎖緊螺母鎖緊狀況的檢測方法如圖5 所示，把檢測百分表放置在導(dǎo)軌上，百分表指針緊貼工作臺(tái)并調(diào)零，然后用手緊握滾珠絲杠并做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)而檢測百分表指針無運(yùn)動(dòng)，則說明兩端鎖緊螺母有松動(dòng)，調(diào)整鎖緊螺母，直至滿足要求。如果手握滾珠絲杠做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而絲杠和工作臺(tái)都無運(yùn)動(dòng)傾向，則可能是兩端鎖緊螺母鎖定過緊，從而引起滾珠絲杠軸向竄動(dòng)過大，導(dǎo)致反向誤差過大。調(diào)整兩端鎖緊螺母，使?jié)L珠絲杠軸向竄動(dòng)在0.015 mm 之內(nèi)，再檢測機(jī)床反向誤差是否消除。若仍未消除，則需檢測滾珠絲杠。

圖4 鎖緊螺母安裝示意圖

圖5 鎖緊螺母故障檢測圖

2.2 滾珠絲杠故障排除

滾珠絲杠是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的傳遞部件，引起反向誤差的主要因素是制造誤差和軸向竄動(dòng)。對(duì)于滾珠絲杠制造誤差引起的反向誤差，需進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)調(diào)整，使用控制系統(tǒng)的自動(dòng)修補(bǔ)功能來消除參數(shù)，對(duì)于制造誤差較大的滾珠絲杠控制系統(tǒng)自動(dòng)修補(bǔ)仍然不能消除故障，則只能調(diào)換新的滾珠絲杠。圖6 所示為滾珠絲杠螺母副更換滾珠絲杠示意圖。更換時(shí)，先慢慢抽出滾珠絲杠，同時(shí)滾珠絲杠替換環(huán)棒緊貼著滾珠絲杠一退一進(jìn)，以防止螺母滾珠脫落。安裝新的滾珠絲杠，先退舊的滾珠絲杠，替換環(huán)棒跟著絲杠進(jìn)。同時(shí)為了保證新?lián)Q的滾珠絲杠和螺母組成的新的滾珠絲杠螺母副有更好的傳動(dòng)精度和剛度，消除傳動(dòng)間隙，滾珠絲杠螺母副需要適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，預(yù)緊力一般為軸向最大載荷的1/3。如果滾珠絲杠的竄動(dòng)引起的反向誤差過大，主要是消除竄動(dòng)。一般引起主軸竄動(dòng)的原因是:絲杠兩端支撐軸承損壞或者安裝精度達(dá)不到要求，滾珠絲杠兩端的鎖緊螺母過緊或者過松等。通過裝配調(diào)整，用裝配精度來滿足該性能要求。

圖6 滾珠絲杠更換示意圖

2.3 滾珠絲杠螺母與工作臺(tái)之間的固定

若故障繼續(xù)存在，則需分析滾珠絲杠螺母和工作臺(tái)之間的配合。圖7 所示為滾珠絲杠螺母和工作臺(tái)的位置示意圖，滾珠絲杠螺母載著工作臺(tái)來回運(yùn)動(dòng)，若定位銷釘脫落導(dǎo)致鎖緊螺釘松動(dòng)，軸向反向誤差增大。圖8 所示為檢測示意圖，檢測時(shí)，如果滾珠絲杠在轉(zhuǎn)動(dòng)，通過觀察工作臺(tái)是否移動(dòng)來確定滾珠絲杠螺母和工作臺(tái)是否松動(dòng)。若松動(dòng)，則進(jìn)行調(diào)整，直至工作臺(tái)位置精度滿足要求。

圖7 滾珠絲杠螺母和工作臺(tái)的位置示意圖

圖8 工作臺(tái)檢測示意圖

3 結(jié)論

根據(jù)多年的XK714 數(shù)控銑床的教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐，系統(tǒng)分析了該銑床軸向反向誤差形成的原因，給出了相應(yīng)故障排除實(shí)踐，對(duì)XK714 數(shù)控銑床的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有著重要的價(jià)值和引導(dǎo)作用。

【1】羅庚合，黃張.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2009.

【2】韓鴻鸞.數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例［M］. 北京:中國電力出版社，2006.